1. [2.000] (IP:281473824223615 | 17:55:17 | 23:27:53 | 32 ...lira.pro.br/wordpress/wp-content/uploads/2013/10/sabatina... · Relacione o modelo hiperbólico de Michaelis-Menten com

1. [2.000] (IP:281473824223615 | 17:55:17 | 23:27:53 | 32:36 | 26.415) Relacione o modelo hiperbólico de Michaelis-Menten com os modelos mais comuns para decomposição de serrapilheira.

O modelo hiperbólico de Michaelis-Menten baseia-se na proporção de velocidade da reação à concentração

de substrato, tendo relevância a velocidade máxima (Vmáx) que se refere à taxa de degradação do substrato

quando as enzimas atuam no seu máximo e a constante da reação (Km), que se refere à concentração de

substrato essencial para atingir a metade da velocidade máxima, sendo a constante de reação relacionado à

afinidade da enzima pelo substrato. O estudo da decomposição da serrapilheira tem tido diferentes

abordagens: influencia da natureza química da serapilheira na velocidade de decomposição, com ênfase ao

teor de lignina (Berg et al, 2003); investigação sobre a ação de micro-organismos e invertebrados que atuam

na decomposição (Cárcamo et al. 2001); no estudo das variáveis físicas, tais como, o tamanho das partículas

e da superfície exposta a ação de micro-organismos, e da influência da temperatura e umidade (Austin e

Vitosek, 2000). Em Olson (1963), a taxa de variação da massa foi considerada proporcional à massa

presente de serapilheira. Com esta hipótese, a massa de serapilheira teria um decaimento exponencial,

tendendo a zero a medida que o tempo tendesse ao infinito. Berg e Ekbohm (1991) propôs um valor

assintótico para o modelo exponencial, que corresponde a uma fração de massa de serapilheira que não se

decompõe. Já Coûteaux et al. (1998), admitiu que a fração recalcitrante também de decompõe, embora com

taxas muito baixas. Todos estes citados acima, consideram a serapilheira uniforme, portanto apresentando

um coeficiente de decaimento ou fator de decomposição (k) constante para qualquer tempo, o que não é

confirmado por estudos de campo e laboratório. O método de Olson (1963) para a taxa de decomposição da

serrapilheira tem sido quantificado, tanto aqui no Brasil, como em todo o mundo. Entretanto, esse método

pressupõe que durante o período de um ano a taxa de variação da serrapilheira acumulada sobre a superfície

do solo é nula. Por essa razão, há um comprometimento dos resultados obtidos empregando-se esse método,

sobretudo, quando tal pressuposto não é real. excelente

2. [2.000] (IP:281473824223615 | 17:55:51 | 23:28:09 | 32:18 | 15.254) De modo geral, podemos considerar que o solo apresente condições ideais para o crescimento microbiano?

Não. Além do solo ser considerado um sistema complexo, ou seja, que apresenta diversas características

físicas e químicas, tais como: fontes de nutrientes, pH, presença ou ausência de oxigênio e temperatura,

entre outros, a diversidade biológica também é grande, de modo que cada micro-organismo tem seu

ambiente “ideal” específico, onde encontra condições ótimas de crescimento. Como exemplo, temos o

“alimento” como fonte de energia que é imprescindível e considerado essencial para o desenvolvimento de

quaisquer micro-organismos. Esta fonte de energia é adicionada ao solo por meio dos substratos e

considerado como fator limitante, já que este como fonte de energia é que rege a base para formação do

material celular no crescimento e multiplicação. No entanto, o substrato é aquele que mais sofre variações

nos diferentes tipos de solo e que como fontes de nutrientes apresentam uma diversidade imensa, mas

mesmo assim, os micro-organismos podem viver em um grande número de ambientes e incluindo até a sua

capacidade em adquirir novas funções metabólicas através de transferência horizontal de genes que podem

levar a adaptação destas e outras condições adversas. Ou seja, diante do exposto, podemos observar que não

se pode considerar de um modo geral que existam condições ideais, mas que estas sejam uma peculiaridade

de cada micro-organismo para adaptação e que para praticamente qualquer mudança ambiental ou em

questão no solo há algum microrganismo que pode sobreviver. ótimo

3. [3.500] (IP:281473824223615 | 17:56:14 | 23:29:17 | 33:03 | 33.765) Discuta alguns ecossistemas em que o mecanismo de transporte de elétrons seja particularmente importante. Enfatize aspectos que caracterizam estes ambientes em aspectos mais gerais.

O transporte de elétrons é responsável pela conversão da energia luminosa em energia elétrica, sendo assim,

específicas para os autotróficos que são capazes de produzir substâncias que lhes servem como alimento.

Entre exemplos desses organismos temos as plantas, as algas verdes e as cianobactérias. Podemos então

considerar que todos os ecossistemas necessitam da presença de organismos autótrofos, seja ele terrestre ou

aquático. Na cadeia de transporte de elétrons, existem processos denominados complexos em que vai do I ao

IV. No complexo IX é onde ocorre a transferência de elétrons para o oxigênio. Também é chamado de

citocromo C oxidase. Apresenta dois citocromos do tipo a (a e a3) e dois íons cobre, cada qual associado a

um dos dois citocromos. O complexo IV é responsável pela doação de quatro elétrons para a molécula de

oxigênio, que ligando-se aos prótons do meio converte-se em H2O. De todo oxigênio consumido, 95% é

utilizado nesta operação e são produzidos cerca de 300 ml de água, chamada de água metabólica. Desta

forma, os ecossistemas que mais necessitam do transporte de elétrons são aqueles que sofrem grande

restrição de água, já que este processo promove a disponibilidade de água mesmo em poucas quantidades,

mas capaz de promover o desenvolvimento de plantas, animais e micro-organismos. Podemos citar lugares

com maior restrição de água os micro habitats como aqueles onde se encontram os organismos endolíticos,

ou seja, dentro das rochas. quase. embora o transporte de elétrons realmente seja importante na fotossíntese, também é utilizado como fonte direta de energia, em ambientes em que há uma grande diferença de carga elétrica entre os dois lados da membrana celular. Assim, é uma das principais fontes de energia nas fontes termais sulfúricas do fundo do mar, sendo a base de vários ecossistemas completamente diferentes.

4. [1.000] (IP:281473824223615 | 17:56:36 | 23:28:42 | 32:06 | 17.871) Qual o principal fator que permite o metabolismo muito acelerado de microorganismos, e quais as implicações disto?

Existem diversos fatores que permitem o metabolismo acelerado dos micro-organismos, podendo estes ser:

intrínsecos, que refere a fatores do próprio micro-organismo ou extrínsecos, que se refere ao ambiente em

que o micro-organismo se encontra. Dentre estes fatores, o potencial oxi-redução (redox) (Eh) de um

substrato, que pode ser definido, de um modo geral, pela facilidade com a qual o substrato ganha ou perde

elétrons é que regula os tipos de micro-organismos que se desenvolverão e o metabolismo será aumentado

variando no grau de sensibilidade ao potencial redox do meio de multiplicação e podem, de acordo com o

Eh requerido, ser divididos em grupos, como: Aeróbios: exigem Eh positivo para o seu crescimento

(presença de oxigênio) e são representados pelos bolores, bactérias como a Pseudomonas, Acinetobacter,

algumas espécies de Bacillus; Anaeróbios: requerem Eh negativo para seu crescimento (ausência de

oxigênio). O oxigênio chega a ser tóxico para a célula, porque gera peróxidos letais ao microrganismo. Os

gêneros Clostridium e Desulfotomaculum compreendem espécies anaeróbias; Facultativos: multiplicam-se

em Eh positivo e negativo, sendo representados pelas leveduras (fermentativas, enterobactérias e Bacillus).

Este fator permite o maior “acesso” dos micro-organismos, aumentando sua atividade e consequentemente

seu metabolismo, no entanto, para isto, requer um maior gasto energético por parte de micro-organismos e o

maior consumo de fonte de energia, como forma de compensação pelo metabolismo acelerado ocorre até o

ponto de esgotamento desta fonte, prejudicando as reservas necessárias para sua manutenção. tudo certo, mas não ligado diretamente à pergunta. O principal fator é a relação massa/volume, e suas consequências

5. [0.000] (IP:281473822978856 | 17:02:46 | 23:53:19 | 50:33 | 22.469) Discuta alguns dos papeis ecológicos de microorganismos autotróficos.

Os microrganismos são fundamentais para o ambiente por serem responsáveis por processos importantes e

por apresentar funções vitais para o ecossistema. A nível de solo, são responsáveis por processos como a

degradação de compostos orgânicos ou decomposição da matéria orgânica,produção de húmus, ciclagem de

nutrientes e energia, ciclos biogeoquímicos como nitrificação, degradação de poluentes introduzidos pelo

homem conhecidos como xenobióticos, produção de compostos complexos que contribuem para a agregação

do solo e controle de pragas e doenças. Esses processos são de fundamental importância para sustentação da

vida terrestre como um todo. As bactérias atuam na natureza consumindo a matéria orgânica transformando-

a em matéria inorgânica simples, mineralizando os compostos que passam a ser prontamente disponíveis

para as plantas e outras formas de vida. Os decompositores de materiais orgânicos participam da ciclagem

de nutrientes reduzindo o acúmulo de serrapilheira na superfie do solo, o que auxilia no controle da

disponibilidade de nutrientes para as plantas e a permanência deles no meio. Estes decompositores garantem

o fluxo de energia e nutrientes no sistema solo-planta. As transformações inorgânicas de nitrogênio e

enxofre (amonificação, nitrificação, desnitrificação, oxidação do enxofre e redução do sulfato) são

controladas pelos microrganismos, em outros casos, a degradação dos substratos orgânicos resulta em

inúmeras reações químicas sequenciadas mediadas por enzimas, que eventualmente pode ter função

reguladora. concordância. O sujeito de "apresentar funções" é microorganismos... por isto que é importante tentar evitar este tipo de excesso de distância entre sujeito e verbo. de resto sua resposta não tem relação alguma com a pergunta, que foi sobre autotróficos, e você não mencionou nada a este respeito.


O modelo de Michaelis-Menten utiliza parâmetros que descrevem o processo de degradação ou consumo de

substâncias pelos microrganismos. Ele é baseado na velocidade de reação ou taxa de degradação de um

substrato pelos microrganismos, levando em consideração a velocidade máxima de reação (Vmáx) e a

constante da reação (Km), esta corresponde a taxa de degradação da matéria orgânica do solo (MOS) ao se

atingir a metade da velocidade máxima, de forma simplificada, onde Km corresponde a afinidade da enzima

pelo substrato. Quanto menor for o valor de Km mais rapidamente a taxa de degradação irá atingir a sua

velocidade máxima e maior a especificidade enzima substrato. Um modelo bem comum utilizado para a

avaliação da decomposição da serrapilheira é o modelo de Olson. Este modelo se baseia na taxa de

decomposição da serrapilheira (K) sendo uma relação de massa produzida e massa acumulada, onde a partir

do K pode-se inferir sobre o tempo médio de renovação da serrapilheira e o tempo necessário para decompor

o material. Outro modelo existente é o modelo cinético de Smith e Paul, que envolve a quantidade de

substrato degradado com o tempo, a concentração deste e a capacidade de catálise da biomassa microbiana.

Este modelo também é considerado adequado para este tipo de avaliação. Assim, o modelo de Michaelis-

Menten e o modelo de Smith e Paul ao considerar a dinâmica da serrapilheira, conseguem ser mais sensíveis

a observação da decomposição, sendo bons descritores fornecendo mais informações para a taxa de

decomposição se comparados com o modelo de Olson (estimado) que não é tão sensível a sazonalidade

(ambiente interferindo) na decomposição. embora não tenha relacionado, razoável.


Algumas vezes, dentro de um mesmo ambiente pode haver grandes variações que podem trazer resultados

bem diferentes dos considerados representativos para o local. Um exemplo disto é o ambiente formado

próximo a área de influência da zona radicular (rizosfera) que forma um microambiente bastante

diferenciado se comparado as áreas mais distanciadas das raízes. O transporte de elétrons pode variar de

acordo com o ambiente em que o microrganismo está inserido. Ambientes terrestres favorecem os seres

autotróficos, onde estes conseguem manter a sua sobrevivência. Ambientes aquáticos são importantes para

os organismos mais resistentes a falta ou redução da oxigenação. Fontes de energia são necessárias para que

possa haver o transporte de elétrons independente do ambiente envolvido, onde os micorganismos

conseguem se adaptar e desenvolver em função disso. extremamente superficial, e não trata do ponto levantado. Ambientes em que há outras fontes de energia, como os citados, dificilmente têm papel importante do mecanismo de transporte de elétrons por uma membrana...

8. [2.000] (IP:281473822978856 | 17:04:22 | 23:53:54 | 49:32 | 17.813) Como a composição da serrapilheira pode afetar a composição microbiana?

A serrapilheira é uma camada de resíduo caracterizada pelos restos de vegetais (folhas, galhos, flores e

frutos) e animais (dejetos ou excretas e restos mortais) depositados na superfície do solo . No solo a

serrapilheira caracteriza fonte para os microrganismos do solo, pela ciclagem de nutrientes e representa um

dos mecanismos que as plantas possuem para eliminar metabolitos do seu sistema, substâncias secundárias

que são tóxicas para as plantas (causando a chamada alelopatia que pode interferir no desenvolvimento de

outras plantas), quando as plantas perdem suas plantas naturalmente (caducas). Estes metabólitos

secundários geralmente são taninos, quinonas, flavonóides, triterpenos, dentre outros que podem

desempenhar função antibiótica. Deste modo, a serrapilheira de algumas espécies vegetais possui a

capacidade de produzir grande quantidade de metabólitos secundários que permitem que apenas alguns

microrganismos mais adaptados possam sobreviver e resistir a influência dos seus metabólitos secundários e,

consequentemente, eliminando a comunidade microbiana não adaptada a estes metabólitos. superficial, mas ok


A cinética das reações enzimáticas descrita pelo modelo de Michaelis-Menten, descreve a equação da

velocidade de uma reação catalisada enzimaticamente (em sua quase totalidade proteínas), com um único

substrato, com parâmetros que descrevem o processo de degradação ou consumo de substâncias. Dentre

esses parâmetros temos a velocidade Vo, em concentrações de substrato muito baixas, que aumenta com a

concentração de substrato até o limite máximo (Vmáx), quando a enzima se torna saturada pelo substrato.

Nesse ponto, significa dizer que não é mais proporcional a concentração do substrato e as ordens das reações

estão misturadas. Com o posterior aumento na concentração do substrato, a taxa de reação torna-se

essencialmente independente da concentração do substrato, aproximando assintóticamente a uma constante

(km), ao qual corresponde a taxa de degradação da matéria orgânica. O que implica dizer que, a afinidade da

enzima pelo substrato, quanto menor for o (Km) mais rapidamente a taxa de degradação alcançará a sua

velocidade máxima e maior será a especificidade da enzima com o substrato. O modelo de Smith & Paul,

descrito pela expressão dS/dt=-K(B)/[S], relaciona valores de disponibilidade de substrato em determinado

tempo, e a capacidade catalítica da biomassa microbiana (B), adotando parâmetros muito parecido com o

modelo de Michaelis-Menten por adotar valores de capacidade catalítica da enzima ou da biomassa

microbiana.

Modelo de Olson, a taxa de decomposição da serapilheira é resultado da relação entre a produção anual em

(Kg.ha-1ano-1) e o estoque da serapilheira (Kg.ano-1), são utilizados na determinação de (k) taxa de

decomposição. Desta relação, são determinadas o tempo médio de renovação de serapilheira acumulada e o

tempo necessário para decomposição de 50 a 95% da mesma. No entanto, neste modelo não estão

envolvidos a capacidade catalítica da enzima ou da biomassa microbiana podendo subestimar ou sobrestimar

valores de decomposição da serapilheira em virtude da sazonalidade de fatores pedoambientais, ao ponto

que os modelos de Michaelis-Menten e Smith & Paul, podem detectar tais variações quanto a dinâmica de

degradação da serapilheira.

tem alguma enzima que não seja proteina? seguiu em um rumo diferente do que eu estava pensando, mas ok

10. [2.000] (IP:281473661799076 | 15:14:20 | 12:22:16 | 07:56 | 1.585) Discuta o crescimento microbiano sob condições ideais.

O termo crescimento microbiano indica aumento do número de células ou aumento da massa de uma

população, ou seja, crescimento populacional. Uma população bacteriana é um conjunto de indivíduos da

mesma espécie que se originaram da divisão de células individuais.

Quando uma bactéria se divide, cada novo indivíduo pode catalisar a biossíntese de material celular

adicional. Assim, o número de unidades catalíticas aumenta com o tempo e, como conseqüência, biomassa é

sintetizada em uma taxa progressiva na população em crescimento. Sob condições ótimas de crescimento, ou

seja, condições físicas, químicas e nutricionais adequadamente balanceadas, muitas espécies bacterianas

apresentam um tempo de geração médio de 20 minutos, ou seja, a cada 20 minutos uma nova geração de

indivíduos é produzida.

Considerando-se uma população bacteriana composta por milhares de indivíduos em crescimento ativo por

fissão binária, pode-se presumir que a cada tempo de geração a

população dobra de tamanho. Estas dividir-se-ão produzindo quatro novas células, as quais, dividindo-se,

produzirão oito novas células e assim por diante. Este tipo de crescimento é denominado crescimento

exponencial ou logarítmico, no qual o número de indivíduos dobra a cada geração.

O crescimento bem sucedido de uma população bacteriana reflete seu grau de adaptação à composição física

e química de um determinado ambiente. Para se estudar o crescimento de uma bactéria é preciso cultivá-la,

como cultura pura, em meios de cultura e condições ambientais que variam em condições químicas e físicas,

tais como fontes de nutrientes, osmolaridade, pH, presença ou ausência de oxigênio e temperatura de

incubação.

Fases do crescimento microbiano:

Fase lag- Fase de adaptação metabólica ao novo ambiente; o metabolismo celular está direcionado para

sintetizar as enzimas requeridas para o crescimento nas novas condições ambientais.

Fase exponencial- Fase na qual o número de células da população dobra a cada geração. Após um

determinado período de crescimento exponencial, as condições ambientais tornam-se desfavoráveis pela

escassez de nutrientes essenciais, acúmulo de metabólitos tóxicos e limitação de espaço.

Fase estacionária: Fase em que a taxa de crescimento diminui significativamente devido às condições

limitantes do meio.

Fase de declínio- Fase em as células perdem a capacidade de se dividir, a taxa de morte celular torna-se

maior.

Fatores que afetam o crescimento bacteriano:

- o tipo de ambiente;

- número de indivíduos na população;

- interações dinâmicas com outras populações microbianas;

- presença de outros microrganismos predadores;

- fatores químicos e físicos tais como disponibilidade de nutrientes essenciais, temperatura, pH,

osmolaridade, pressão hidrostática, concentração de oxigênio, luz, radiação ionizante ou ultravioleta,

presença de metabólitos tóxicos resultantes do metabolismo das células da população em crescimento ou

presença de agentes antimicrobianos tais como bacteriocinas e antibióticos. ok


O transporte de elétrons é um mecanismo gerador de ATP, que ocorre em membranas celulares. Estão

envolvidas transferências de elétrons entre certas moléculas portadoras com orientação fixada na membrana.

Ao realizarem essas transferências de elétrons, os microorganismos efetuam reações de oxirredução que têm

como consequência a realização de imprescindíveis processos bioquímicos que afetam os ecossistemas em

que se encontram, que fazem parte de importantes ciclos ecológicos. Estes processos podem ser realizados

em ambientes terrestres ou aquáticos.

Em ecossistemas terrestres, os processos bioquímicos como desnitrificação, respiração do nitrato, redução

do sulfato e metanogênese possuem grande importância ecológica nos mesmos. Os processos são descritos

abaixo:

Desnitrificação - é o fenômeno de transformação de nitratos e outras substâncias em gás nitrogênio (N2)

pela ação de bactérias desnitrificantes. Na ausência de oxigênio atmosférico, bactérias usam o nitrato para

oxidar compostos orgânicos (respiração anaeróbia). Por esse processo, uma parte dos nitratos do solo é

remetida novamente à atmosfera na forma de gás nitrogênio, fechando assim o ciclo e equilibrando a taxa de

nitrato no solo.

Nitrificação - Várias espécies de bactérias comumente encontradas nos solos são capazes de oxidar a amônia

ou amônio. A oxidação do amoníaco, conhecida como nitrificação, é um processo que produz energia e a

energia liberada é utilizada por estas bactérias para reduzir o dióxido de carbono, da mesma forma que as

plantas autotróficas utilizam a energia luminosa para a redução do dióxido de carbono. As bactérias

nitrificantes quimiossintéticas Nitrosomonas e Nitrosococcus oxidam o amoníaco dando nitrito (NO2-). O

nitrito é tóxico para as plantas superiores, mas raramente se acumula no solo. Nitrobacter, outro gênero de

bactéria, oxida o nitrito, formando nitrato (NO3-), novamente com liberação de energia. Bactérias

nitrificantes também podem oxidar o CH4. Essas bactérias ocorrem em solos agrícolas aerados e

representam um processo importante do consumo do CH4 do solo, tornando-se parte do ciclo global do

carbono. Em ecossistemas naturais, a nitrificação é dependente da ciclagem de N dentro do sistema solo-

planta, que é maior em ecossistemas tropicais que em temperados. Conseqüentemente, as emissões de N2O

são maiores em florestas e pastagens tropicais que em seus semelhantes em ecossistemas temperados.

Amonificação- Uma parte da amônia do solo origina-se da fixação do nitrogênio. Outra parte é formada a

partir da decomposição das proteínas, dos ácidos nucléicos e dos resíduos nitrogenados presentes em

cadáveres e excretas. Realizado por bactérias, fungos e outros decompositores, esse processo é chamado de

amonificação. Pela respiração celular desses microorganismos, a glicina utilizada como fonte de energia

libera nitrogênio na forma de amônia.

Redução do sulfato- As bactérias redutoras de sulfato compreendem vários grupos de bactérias que utilizam

o sulfato como agente oxidante, reduzindo-o a sulfeto. A maioria podem também utilizar compostos de

enxofre oxidados tais como o sulfito e o tiossulfato ou enxofre elementar. É um metabolismo dissimilativo

de enxofre já que não se assimila nenhum composto orgânico.

Metanogênese- Os fermentados secundários, chamados de metanogênicos sintróficos, oxidam ácidos graxos,

succinato, alcoóis e lactato a composto mais simples como CH3-R e acetato que são precursores para a

produção de CH4. A produção do metano é extremamente importante por ser um gás muito reativo na

atmosfera e relacionado ao efeito estufa.

Emissões de dióxido de carbono em solos agrícolas: O sistema terrestre, incluindo tanto a vegetação como

os estoques de carbono do solo, é o segundo maior dos três reservatórios globais. O fluxo principal entre a

atmosfera e os ecossistemas terrestres resulta da absorção de CO2 pelas plantas através do processo de

fotossíntese, e da liberação de CO2 para a atmosfera pelas plantas, animais e microrganismos, através do

processo de respiração, sendo que este gás também é liberado para a atmosfera pelas queimadas. No Brasil,

La Scala et al. (2001) avaliaram emissões de CO2 em solo submetido a diferentes sistemas de manejo

convencional e verificaram que a intensidade de preparo foi um fator determinante das perdas de CO2 do

solo. Por outro lado, Sanhueza et al. (1994), não observaram incrementos nas emissões de CO2 em solo de

savanas tropicais após o preparo do solo. Em estudo realizado sob Latossolo Vermelho no sul de Brasil,

Campos (2006) não encontrou diferenças entre os sistemas de preparo para os fluxos de CO2. Diferenças

nos processos de transformação do C e nutrientes em solos de clima temperado e tropical são evidentes e,

em geral, dez vezes mais rápidos nos trópicos.

Em ecossistemas aquáticos:

Metanogênese: O metano é um importante gás de efeito estufa e influencia fortemente a fotoquímica da

atmosfera, produzido em solos inundados, por meio da decomposição anaeróbia (na ausência de oxigênio)

de resíduos orgânicos, pelas bactérias metanogênicas estritamente anaeróbias. A quantidade de metano

emitido de arrozais inundados para a atmosfera resulta, em linhas gerais, do balanço de dois processos

opostos: produção de metano por bactérias metanogênicas, que são estritamente anaeróbias, e oxidação de

metano no solo, conduzida pelas bactérias metanotróficas, nas zonas oxigenadas do ecossistema (interface

água-solo e rizosfera do arroz). Alagamentos intermitentes ou drenagens diminuem as emissões de CH4, que

também são altamente dependentes da quantidade de carbono orgânico disponível, proveniente da palha de

arroz adicionada ao solo,ou de adubos verdes. O cultivo de arroz irrigado por inundação representa uma das

principais fontes antrópicas globais de metano (CH4).

Desnitrificação e nitrificação: A nitrificação, oxidação de amônio para nitrito e em seguida a nitrato,ocorre

em praticamente todos os aquáticos. A desnitrificação é a redução microbiana de nitrato ou nitrito a

nitrogênio gasoso, com NO e N2O sendo produzidos como compostos intermediários da redução. Este

processo é realizado por um grupo de bactérias diversificadas e amplamente distribuídas sendo

heterotróficas e anaeróbias estritas ou facultativas, por tanto, é mais importante em ambientes onde

prevalece a condição anaeróbica. As emissões de N2O provenientes da nitrificação são quantitativamente

dependentes do grau de nitrificação e tendem a ser maiores, por unidade de N nitrificado, quando os solos

apresentam adequadas condições de umidade. Em ecossistemas naturais, a nitrificação é dependente da

ciclagem de nitrogênio dentro do sistema solo-planta, que é maior em ecossistemas tropicais que em

temperados. Conseqüentemente, as emissões de N2O são maiores em florestas e pastagens tropicais que em

seus semelhantes em ecossistemas temperados. As emissões de N2O provenientes da desnitrificação são

altamente variáveis porque o N2O não é o produto terminal da desnitrificação, sendo que as emissões de

N2O são, em geral, maiores em ambientes úmidos.

Mineralização: As velocidades com que os nutrientes e o carbono são ciclados e acumulados dependem,

basicamente, dos balanços entre os processos de imobilização e mineralização. Como imobilização de um

dado elemento, entende-se como sendo sua incorporação ou manutenção na forma orgânica. A

mineralização ocorre quando as formas inorgânicas de um dado elemento são liberadas durante o

catabolismo de um recurso. Portanto, a disponibilidade de um determinado elemento nutriente depende da

mineralização líquida, na qual a resultante do processo de mineralização excede a de imobilização. Diante

da importância da mineralização para o entendimento dos ciclos biogeoquímicos dos ecossistemas

aquáticos, vários métodos têm sido propostos para descrever a evolução desse processo. Entre os vários

procedimentos, o acompanhamento do consumo de oxigênio dissolvido (OD) é um dos mais difundidos,

pois os testes de DBO utilizam-se desse princípio.

Considerando o potencial da oxirredução, o solo, quando alagado, torna-se um ambiente estratificado

verticalmente, de modo que as condições redutoras aumentam com a profundidade no perfil. Na camada

mais superficial, têm-se os respiradores aeróbios na zona de oxidação, respiradores de nitrato no topo da

zona redutora e abaixo deles, respiradores do sulfato e metanogênicos nas camadas mais produndas, onde o

ambiente é mais redutor. Os desnitrificadores atuam em ampla faixa de +710 a -100 mV; os redutores de Fe

e Mn; de +500 a -100 mV; os redutores do sulfato em, sua maioria de 0 a -300 mV e, os metanogênicos de -

150 mV a valores mais baixos, e os produtores de H2 de, -150 a -220 mV.

tudo certo, mas tudo errado ao mesmo tempo. Veja que a pergunta foi sobre ambientes em que o mecanismo de transporte de eletrons seja importante. Quando se fala somente neste mecanismo, não estamos discutindo nenhum dos aspectos particulares que você levantou, e sim o transporte de elétrons na membrana. Neste caso, são ambientes em que há uma flutuação relativamente forte nas cargas do ambiente, como por exemplo, junto das "chaminés" de enxofre quente no fundo do mar.

12. [1.500] (IP:281473661799076 | 15:15:07 | 12:22:23 | 07:16 | 2.394) Discuta a afirmativa: “Em uma mesma área podemos encontrar potenciais de oxirredução muito variáveis, o que afeta o metabolismo do solo”.

Em uma mesma área podemos encontrar potenciais de oxirredução muito variáveis no solo. Neste ambiente,

o potencial oxirredução representa a soma de vários pares de oxidação e redução ali existentes, sendo,

portanto, muito complexo e variável em função de suas propriedades e condições de uso. Assim, o tipo de

metabolismo predominante em determinado solo pode ser aeróbio ou anaeróbio exercendo efeito

determinante em vários processos biogeoquímicos. Ou seja, no solo, podemos encontrar num mesmo

microambiente, locais com a presença de oxigênio que favorecem a oxidação e, ao mesmo tempo, locais

com a ausência de oxigênio que favorecem a redução. Esses processos de oxirredução podem interferir no

metabolismo do solo.

Metabolismo aeróbio: é predominante na maioria dos solos onde há disponibilidade de O2 e Eh ≥ 300 mV.

Nessas condições, monômeros como a glicose e outros açúcares simples, liberados pela quebra enzimática

de macromoléculas, são catalisados na via glicolítica (glicólise) a piruvato. O pituvato é transformado em

CO2, NADH2 e FADH2, GTP e H2O. Os carreadores eletrônicos reduzidos (NADH2 e FADH2) são

processados na cadeia de transporte de elétrons e oxidação fosforilativa para produção de ATP e

regeneração dos carreadores oxidados, que são ligados À glicólise e ao CAT para captar novos elétrons em

um processo cíclico. Esses processos são típicos de qualquer metabolismo celular aeróbio, sendo realizados,

no solo pelos heterotróficos , principais responsáveis pela reciclagem do C, nutrientes e energia,

transformações essas fundamentais para manter a qualidade do solo.

Metabolismo anaeróbio: Em solos com volume de atmosfera de O2 inferiores a 1%, ocorre insuficiência

desse elemento para os processos bioquímicos, causando mudanças na comunidade microbiana. Em

ambientes anaeróbicos sucedem vários grupos de microorganismos e metabolismos respiratórios distintos. É

interessante notar que grupos aeróbios também crescem em ambientes anóxicos. Os microorganismos que

crescem em condições anaeróbias usam compostos inorgânicos oxidados (NO3- , SO4-2 e metais oxidados)

em lugar do O2 como aceptor terminal de elétrons. Um dos aspectos de grande interesse do metabolismo

anaeróbio em solos inundados é a produção de gases, de grande importância ambiental. CH4, N2O e CO2

ocorrem em concentrações médias na atmosfera em µL L-1 de: 1,7; 0,3 e 365 respectivamente.

O solo é geralmente aeróbio ocorrendo a mineralização por fungos e bactérias mediante respiração, mas

podem ocorrer microhabitats anaeróbios nos agregados maiores que 6 mm em cultivos irrigados, várzeas

inundáveis e pântanos, onde predomina anaerobiose. novamente, fuga da pergunta... você simplesmente não discutiu (ou pelo menos não de forma que eu tenha percebido), a VARIAÇÃO dos potenciais, ou seja o forte efeito de micronichos nesta característica...


Os microorganismos são conhecidos pela peculiar característica de possuírem uma alta taxa de metabolismo.

Uma rápida reflexão, baseada em senso comum, nos leva a crer que por serem microscópicos, seu

metabolismo deveria estar, correspondentemente, em baixos níveis. O que ocorre é exatamente o inverso.

Um dado que deixa bastante clara essa discrepância é o fato de que microorganismos procariotos podem

possuir uma taxa de consumo de oxigênio de até mil vezes maior que um homem adulto.

O principal fator que permite esse alto metabolismo consiste na relação área de superfície por volume (ou

peso). Quanto menor é um organismo vivo, maior será a área de superfície em relação ao volume. Isso

porque o volume decresce com o tamanho mais rapidamente do que área de superfície. Retomando a

comparação entre um homem adulto e um microorganismo, nota-se que uma bactéria possui uma relação

área de superfície sobre peso na ordem de vinte mil vezes maior do que o ser humano em questão. Isto

explica o porquê das taxas metabólicas de um microorganismo serem muito maiores.

Assim, este fator implica em diversos aspectos em microorganismos. Com uma área de superfície muito

maior que seu volume, os processos metabólicos microbianos ocorrem com maior eficiência. Por exemplo,

nos processos de captação de nutrientes, captação de oxigênio e remoção de produtos metabólicos

indesejados. Dessa forma, esses seres podem rapidamente efetuar seus processos anabólicos e catabólicos,

liberando ao meio o que não for necessário. o primeiro parágrafo foi absolutamente desnecessário, e dar a entender que veio direto de algum livro texto... no resto ok.

14. [0.000] (IP:281473663605710 | 17:55:51 | 21:20:45 | 24:54 | 36.568) De modo geral, podemos considerar que o solo apresente condições ideais para o crescimento microbiano?

Sim. O solo é uma ambiente heterogêneo, que encontra-se em constante desequilíbrio químico como

resultado de inúmeros processos e reações que nele ocorrem, fornecendo aos organismos condições de

temperatura, pH, umidade, aeração e substrato essenciais aos metabolismos diversos. A atividade dos micro-

organismos controla as transformações químicas, transferências de energia e nutrientes no sistema solo-

planta-atmosfera, constituindo a base de sustentação e produtividade dos ecossistemas terrestres. Devido à

rápida e grande resposta a adição de substrato orgânico no solo, este se torna limitante a microbiota do solo,

sendo a rizosfera um ambiente mais favorável ao crescimento microbiano já que nesse local há uma maior

disponibilidade de substratos mais facilmente degradáveis. exatamente o contrário, exatamente pelas razões que você falou. A grande diversidade de condições desfavorece o crescimento microbiano, ao mesmo tempo que favorece a diversidade microbiana. não misture alhos e bugalhos


A quantidade de resíduos adicionados ao solo e as condições ambientais são determinantes na intensidade do

metabolismo dos micro-organismos. Em condições aeróbias a maior parte do carbono adicionado é utilizada

como fonte de energia primária para o crescimento microbiano, sendo oxidada a CO2, processo denominado

de respiração do solo. A liberação de CO2 eleva a concentração de C-CO2 da atmosfera, aumentando a

retenção de raios infravermelhos, promovendo aumento da temperatura na superfície da terra, agravando o

efeito estufa. Portanto, quanto maior a adição de material orgânico, mais rapidamente esse material será

metabolizado, consumindo mais O2, já que este é o aceptor final de elétrons, com consequente liberação de

nutrientes e CO2 e produção de húmus. No entanto, estima-se que apenas cerca de 30% do C adicionado é

incorporado na biomassa e em substancias não humificadas e 10% fiquem retidos na fração húmica. Já em

condições anaeróbicas o diferencial esta nos aceptores de elétrons que pode ser SO42-, NO3- e metais

oxidados e nos produtos finais gerados, que além do CO2, também pode gerar CH4, N2O, entre outros.

Esses gases afetam negativamente a qualidade do ar, o efeito estufa e estreitamento da camada de ozônio.

primeiro não falei em momento nenhum no solo, mas somente no metabolismo. segundo, você não tocou em nenhum ponto intrínseco aos microorganismos. na realidade o que permite o metabolismo mais acelerado é a razão superfície/massa muito mais alta


Dentre os modelos mais comumente utilizados para determinar a taxa de decomposição da serrapilheira (K)

está o modelo proposto por Olson (1963), expresso pela equação:

Mt = Mi e-KT

Onde: Mt = percentagem de peso seco remanescente

Mi = 100% (quando T=0)

T = tempo em anos

Uma vez que a taxa de decomposição da serrapilheira é dependente da atividade microbiana e esta reflete as

condições edafoclimáticas a qual está submetida é possível considerar a atividade de micro-organismos um

modelo de decomposição da serrapilheira, podendo ser inclusive mais preciso que o modelo proposto por

Olson (1963), já que este modelo não leva em consideração as modificações ocorridas no ambiente. Através

da atividade microbiana é possível inferir sobre os períodos onde ocorreu maior ou menor decomposição

tendo em vista que o metabolismo dos micro-organismos é bastante sensível as modificações ambientais.

Uma das formas mais de medir essa atividade dos micro-organismos pode ser através determinação da

atividade enzimática do solo. Pois se levando em consideração que, as enzimas que controlam os processos

de decomposição dos materiais orgânicos e inorgânicos presentes no solo são sintetizadas principalmente

pelos os organismos que nele crescem a determinação dessa atividade é representativa de todos os

organismos ali existentes.

O modelo proposto por Michaelis-Menten, que consiste na hipótese básica que nas reações enzimáticas, o

passo limitante da velocidade é a quebra do complexo para formar o produto e a enzima livre, representa

bem o comportamento cinético das reações enzimáticas. A equação expressa a relação quantitativa entre a

velocidade inicial (V0), a velocidade inicial máxima (Vmáx) e a concentração inicial do substrato [S], todas

relacionadas através da constante Km:

(V_(0 ) "=" 〖 V〗_máx [S])/(K_m+[S])

A constante Km, indica a afinidade de uma enzima pelo seu substrato, sendo maior a afinidade da enzima

pelo substrato, quanto menor for o Km.

o tempo pode ser em qualquer unidade no modelo de olson, e é muito mais frequente o uso de dias do que anos, simplesmente por problemas logísticos. Fora isto, ok

17. [3.000] (IP:281473663605710 | 17:59:42 | 21:23:32 | 23:50 | 30.479) Discuta a afirmativa "A maioria das enzimas só é produzida após estímulos ambientais, tais como a disponibilidade de um determinado composto", considerando em particular as implicações disto para o entendimento do genoma de um organismo como preditor de adequação ambiental.

As enzimas do solo são sintetizadas principalmente pelos os organismos que nele crescem e sua capacidade

de realizar reações químicas é influenciada por uma séries de fatores, como pH, temperatura, concentração

de substratos específicos, entre outros. A população microbiana tende a se adaptar as condições ambientais,

sobressaindo aquela comunidade que mais se adapta as adversidades. Sendo assim, determinados ambientes

podem apresentar uma maior atividade de uma enzima em particular, em virtude da grande quantidade de

micro-organismos peculiares daquele ambiente. Porém, o solo por se tratar de um sistema bastante

heterogêneo, não são todas as moléculas de substratos que se encontram disponíveis de imediato para

formação do complexo enzima-substrato. Nesse caso, a enzima pode continuar ativa dentro da célula mesmo

após sua morte, ou livre na solução do solo, adsorvido em coloides ou imobilizado em complexos húmicos.

Dessa forma a determinação da atividade enzimática pode fornecer dados inconsistentes sobre a microbiota

ativa naquele ambiente, pois na presença do substrato pode haver a transformação deste, mesmo sem o

crescimento microbiano no solo. Ou ainda, a presença de um inibidor, como por exemplo o tolueno, pode

alterar o comportamento da enzima em relação à temperatura e expressar a atividade enzimática que

realmente ocorre naquele local. não vi uma única menção ao genoma, que é parte essencial da pergunta. Tudo está certo, mas o ponto que deveria ter sido enfatizado é que o fato do genoma incluir os genes para a síntese de uma determinada enzima não ser suficiente para se concluir que a enzima é produzida...

18. 1) De modo geral, podemos considerar que o solo apresente condições ideais para o crescimento microbiano?

Sim. O solo é uma ambiente heterogêneo, que encontra-se em constante desequilíbrio químico como resultado de inúmeros processos e reações que nele ocorrem, fornecendo aos organismos condições de temperatura, pH, umidade, aeração e substrato essenciais aos metabolismos diversos, constituindo-se no habitat natural da imensa maioria dos micro-organismos (GALLI, 1964). As diversas condições ambientais proporcionadas pelo o solo permite o desenvolvimento de micro-organismos diversos e a biodiversidade dos micro-organismos permite a sua sobrevivência em diversos habitats (MOREIRA e SIQUEIRA, 2006). A atividade dos micro-organismos controla as transformações químicas, transferências de energia e nutrientes no sistema solo-planta-atmosfera, constituindo a base de sustentação e produtividade dos ecossistemas terrestres. Devido à rápida e grande resposta a adição de substrato orgânico no solo, este se torna limitante a microbiota do solo, sendo a rizosfera um ambiente mais favorável ao crescimento microbiano já que nesse local há uma maior disponibilidade de substratos mais facilmente degradáveis. Apesar de se tratar de um ambiente muito estressante e limitado por nutrientes, o solo constitui-se num habitat capaz de sustentar uma população microbiana bastante diversa (MOREIRA e SIQUEIRA, 2006). 1.5 veja que em um ponto você está dizendo que é ideal, no outro que é limitante (o que é o certo). A pergunta foi sobre o crescimento. Se este fosse ideal, seria semelhante às taxas de crescimento observadas em meio de cultura, este sim geralmente considerado como ideal. Na realidade a grande variabilidade e relativa deficiência nutricional do solo, em especial o não rizosférico levam simultaneamente à capacidade de suportar enorme diversidade e população, mca com taxa de crescimento bem mais baixa.

19. 2) Qual o principal fator que permite o metabolismo muito acelerado de micro-organismos, e quais as implicações disto?

A quantidade de resíduos adicionados ao solo e as condições ambientais são determinantes na intensidade do metabolismo dos micro-organismos. Em condições aeróbias a maior parte do carbono adicionado é utilizada como fonte de energia primária para o crescimento microbiano, sendo oxidada a CO2, processo denominado de respiração do solo. A liberação de CO2 eleva a concentração de C-CO2 da atmosfera, aumentando a retenção de raios infravermelhos, promovendo aumento da temperatura na superfície da terra, agravando o efeito estufa. Portanto, quanto maior a adição de material orgânico, mais rapidamente esse material será metabolizado, consumindo mais O2, já que este é o aceptor final de elétrons, com consequente liberação de nutrientes e CO2 e produção de húmus. No entanto, estima-se que apenas cerca de 30% do C adicionado é incorporado na biomassa e em substancias não humificadas e 10% fiquem retidos na fração húmica. Já em condições anaeróbicas o diferencial esta nos aceptores de elétrons que pode ser SO42-, NO3- e metais oxidados e nos produtos finais gerados, que além do CO2, também pode gerar CH4, N2O, entre outros. Esses gases afetam negativamente a qualidade do ar, o efeito estufa e estreitamento da camada de ozônio. 0,5 - primeiro não falei em solo em canto algum da pergunta, que era sobre microorganismos em geral. Por sinal, de onde apareceu esta quantidade de resíduos adicionados, em termos da pergunta feita? Na realidade a principal razão para o metabolismo microbiano comparativamente muito rápido é a relação superfície/massa muito mais alta do que nos demais organismos

20. 3) Relacione o modelo hiperbólico de Michaelis-Menten com os modelos mais comuns para decomposição de serrapilheira.

O processo de decomposição é um dos mais importantes na ciclagem de nutrientes e a quantificação da deposição e velocidade de deposição da serapilheira é de extrema importância para o entendimento do processo de ciclagem de nutrientes (GIÁCOMO et al., 2012; SCHUMACHER et al., 2013). No entanto, devido a grande variabilidade anual na produção de serapilheira, a estimativa da sua taxa de decomposição pela produção e acúmulo torna-se muito difícil (SANCHES et al., 2009). Dentre os modelos mais comumente utilizados para determinar a taxa de decomposição da serrapilheira (K) está o modelo proposto por Olson (1963). Este modelo se baseia na produção total de serrapilheira no ciclo de um ano e no valor médio obtido da serrapilheira total acumulada nesse mesmo período, propondo que a velocidade de decomposição da serapilheira diminui exponencialmente o com tempo (Equação 1). (Equação 1) Onde: K0 = taxa de decomposição da serrapilheira para a condição de taxa nula de variação do acúmulo de serrapilheira sobre o solo (ano-1), L = produção anual de serrapilheira (g m-2 ano-1), Xss = valor médio mensal para o período de um ano da serrapilheira acumulada sobre o solo na condição de equilíbrio (g m-2). No entanto, este modelo proposto por Olson (1963), considera o sistema em equilíbrio. Porém, como o ecossistema não se encontra necessariamente em equilíbrio dinâmico, o valor de K estimado por este modelo pode não apresentar resultados próximos à realidade. Outro modelo para estimar a taxa de decomposição da serapilheira foi proposto em 1961 por Jay W. Forrester, que faz uso da técnica de representação gráfica de sistemas de equações diferenciais, denominada “Sistemas Dinâmicos”. Entretanto, os resultados obtidos diferem bastante de um modelo para outro e essa diferença pode ser atribuída ao período em que cada modelo admite (REZENDE, 2009). Val salientar que a taxa de decomposição da serrapilheira é dependente da atividade microbiana e esta reflete as condições edafoclimáticas a qual está submetida. Assim, a determinação da atividade de micro-organismos pode vir a ser considerada uma forma de avaliar a decomposição da serrapilheira, podendo ser inclusive mais preciso que o modelo proposto por Olson (1963), já que este modelo não leva em consideração as modificações ocorridas no ambiente. Através da atividade microbiana é possível inferir sobre os períodos onde ocorreu maior ou menor decomposição tendo em vista que o metabolismo dos micro-organismos é bastante sensível as modificações ambientais. Uma das formas de medir essa atividade dos micro-organismos pode ser através determinação da atividade enzimática do solo. Pois se levando em consideração que, as enzimas que controlam os processos de decomposição dos materiais orgânicos e inorgânicos presentes no solo são sintetizadas principalmente pelos os organismos que nele crescem a determinação dessa atividade é representativa de todos os organismos ali existentes. O modelo proposto por Michaelis-Menten, que consiste na hipótese básica que nas reações enzimáticas, o passo limitante da velocidade é a quebra do complexo para formar o produto e a enzima livre, representa bem o comportamento cinético das reações enzimáticas. A equação expressa a relação quantitativa entre a velocidade inicial (V0), a velocidade inicial máxima (Vmáx) e a concentração inicial do substrato [S], todas relacionadas através da constante Km: A constante Km, indica a afinidade de uma enzima pelo seu substrato, sendo maior a afinidade da enzima pelo substrato, quanto menor for o Km. 4 gostei do caminho tentado para ligar os dois, que pegou um aspecto bem diferente. A ideia não era bem esta, mas simplesmente ligar a curva de decomposição com a curva de Michaelis, já que ambas fazem parte da mesma classe geral de equações exponenciais, embora normalmente expressas como mais ou menos opostas. Na Michaelis há crescimento na velocidade de reação (ou quantidade de composto liberado/produzido) com o aumento da disponibilidade de substrato,

enquanto na decomposição há uma redução ao longo do tempo/disponibilidade de nutrientes para decompor...

21. 4) Discuta a afirmativa "A maioria das enzimas só é produzida após estímulos

ambientais, tais como a disponibilidade de um determinado composto", considerando em particular as implicações disto para o entendimento do genoma de um organismo como preditor de adequação ambiental.

As enzimas do solo são sintetizadas principalmente pelos os organismos que nele crescem e sua capacidade de realizar reações químicas é influenciada por uma séries de fatores, como pH, temperatura, concentração de substratos específicos, entre outros. A população microbiana tende a se adaptar as condições ambientais, sobressaindo aquela comunidade que mais se adapta as adversidades. Sendo assim, determinados ambientes podem apresentar uma maior atividade de uma enzima em particular, em virtude da grande quantidade de micro-organismos peculiares daquele ambiente. Porém, o solo por se tratar de um sistema bastante heterogêneo, não são todas as moléculas de substratos que se encontram disponíveis de imediato para formação do complexo enzima-substrato. Nesse caso, a enzima pode continuar ativa dentro da célula mesmo após sua morte, ou livre na solução do solo, adsorvido em coloides ou imobilizado em complexos húmicos. Dessa forma a determinação da atividade enzimática pode fornecer dados inconsistentes sobre a microbiota ativa naquele ambiente, pois na presença do substrato pode haver a transformação deste, mesmo sem o crescimento microbiano no solo. Ou ainda, a presença de um inibidor, como por exemplo o tolueno, pode alterar o comportamento da enzima em relação à temperatura e expressar a atividade enzimática que realmente ocorre naquele local. 1 embora certo em suas linhas gerais, não vi a menor relação com o genética molecular que era para ser o centro da questão. Neste caso, o ponto é que uma simples avaliação do DNA de uma bactéria não permite informar se o organismo está ativamente produzindo a enzima ou não, apenas que POTENCIALMENTE pode produzir. Isto apresenta consequências ecológicas

22. “Em uma mesma área podemos encontrar potenciais de oxirredução muito variáveis, o que afeta o metabolismo do solo”.

O potencial redox pode variar entre micro-habitats sendo afetado por pH; temperatura; pressão e composição atmosférica e, indiretamente; pelos níveis de substratos disponíveis, influindo, junto como o pH, na sucessão de espécies microbianas. Ao passo que o este potencial diminui, ocorre transição da predominância de aeróbicos para facultativos e, em seguida, anaeróbicos. Sendo assim, as reações metabólicas no solo apresentam diferentes potencias de oxirredução formando pares redox, do mais eletropositivo (1/2O2/H2O) ao mais eletronegativo (2H+/H2), em ambiente óxico e anóxico, respectivamente. Estas reações de redox (oxidação e redução) determinam a tendência do fluxo de elétrons no processo oxidativo, e estão geralmente unidas a outras metabólicas e que não ocorrem separadamente. Portanto, só há a oxidação de uma substância se houver a redução de outra, o que altera o estado de oxidação, que é determinado por vários aspectos moleculares do substrato, dos elementos que geralmente compõem a substâncias em transformação no solo. Portanto, o tipo de metabolismo predominante em um determinado solo pode ser aeróbico ou anaeróbico, variando as rotas de decomposição biológica de materiais orgânicos no solo em função das condições de oxirredução, atuando de forma determinante em vários processos bioquímicos. 1 tudo essencialmente correto, e no início fala nos micro-habitats, mas simplesmente não entrou no mérito de como esta variação nos potenciais afeta o metabolismo. Tudo o que você discutiu ficou nos termos gerais do que é o potencial, e como o potencial de oxi-redução afeta o metabolismo, não como a variação do potencial em microdistâncias sobre a microbiota

23. Discuta alguns ecossistemas em que o mecanismo de transporte de elétrons seja particularmente importante. Enfatize aspectos que caracterizam estes ambientes em aspectos mais gerais.

Em solos anóxicos, inundados ou compactados, há o uso de compostos inorgânicos oxidados como aceptor terminal de elétrons, essas reduções resultam em processos como desnitrificação, redução de sulfato, metanogênese etc. Na desnitrificação o nitrato é convertido em dinitrogênio,

nitrogênio não assimilável pelas plantas; na redução de sulfatos um dos produtos é um ácido, ácido forte capaz de promover uma acentuada redução do pH, já na metanogênese há a produção de metano, gás relacionado ao efeito estufa. Portanto, estes mecanismos se mostram extremamentes relevantes para a ecologia microbiana do solo e para os processos biogeoquímicos de C, N, S e de elementos metálicos. Por outro lado, em solos com disponibilidade de O2 há, predominantemente, o metabolismo aeróbico, que através da via glicolítica acoplada ao ciclo de Krebs e oxidação fosforilativa ocorre reações com alta produção de energia livre, correspondendo a um rendimento energético de 42%. Neste, além de gerar grande quantidade de energia também gera muito CO2, intensificado pela ação antrópica em práticas de manejo do solo que aumentam a emissão não só desse gás como o já referido metano, ambos fortemente relacionados com o controle térmico da Terra. 1 como de costume, problema de interpretação da questão.... mesmo ponto que já levantei nas outras respostas

24. Discuta algumas das prováveis conseqüências de um eventual aumento no metabolismo anaeróbico de solos sobre o meio ambiente global.

O metabolismo anaeróbico é caracterizado por vários processos, como: desnitrificação (2NO3- + 12H+ + 10e- to (SO42- + 9H+ + 8e- - + 4H2O); metanogênese (CO2 + 8H+ + 8e- observado em sua reação, tem como produto juntamente com duas moléculas de água, independente de suas rotas básicas, o metano (CH4), chamado gás do pântano e muito reativo na atmosfera atuante no efeito estufa. A liberação demasiada desse gás contribui para a elevação da temperatura, que por sua vez, influi em outros ecossistemas. Por exemplo, ao passo que a temperatura se eleva, em solos de clima frio, há o estímulo do aumento da atividade dos decompositores; aumento da sua respiração e consequentemente aumento da liberação de C-CO2; além disso, observou-se um acentuado aumento da mineralização; redução da biomassa do solo e respiração específica da biomassa mais elevada quando comparado com solos tropicais. Portanto, mais do que a emissão de metano há o aumento da temperatura global; demasiada decomposição de solos de regiões temperadas e consequentemente maior liberação de C-CO2, englobando uma aceleração do impacto das mudanças do clima no planeta. 2 ótimo. Pegou bem o ponto que eu queria que fosse avaliado

25. Discuta alguns dos papeis ecológicos de microorganismos autotróficos. Os microrganismos autotróficos convertem C-inorgânico (CO2, carbonatos e CH4) em compostos orgânicos através da fixação destes elementos e podem pertencer a vários grupos quanto a fonte de energia, fonte de força redutora e quanto à fonte de carbono para o anabolismo. Um bom exemplo da importância ecológica são as bactérias sintróficas e fixadores do N2, o primeiro representa um elo-chave das porções anóxicas do ciclo do carbono, sem eles, haveria o desenvolvimento de um “gargalo” nestes ambientes, pois envolvem uma atuação conjunta de dois organismos na degradação de um composto que nenhum, isoladamente, é capaz de degradar, de forma que o H2 produzido por um dos organismos é consumido pelo parceiro, permitindo sintetizar ATP que, de outra forma, não seria produzido. As bactérias fixadoras do dinitrogênio permitem o incremento do nitrogênio no solo, elemento determinante no crescimento dos macro e microrganismo. 2 - ok

26. Discuta consequências do uso de compostos orgânicos tanto como fonte de energia como fontes de carbono para crescimento, em particular comparando os heterótrofos com os autótrofos

Os heterótrofos utilizam compostos orgânicos como sua principal fonte de carbono, obtêm tais moléculas orgânicas absorvendo-as a partir do meio, ou ingerindo organismos autotróficos ou outros heterotróficos. Já os microrganismos autótrofos utilizam matérias inorgânicas como fontes nutritivas, o dióxido de carbono é a única fonte de carbono, eles podem viver exclusivamente às custas de moléculas inorgânicas relativamente simples e de íons absorvidos do meio. Os seres autótrofos captam a luz solar para formar ATP e NADPH, moléculas que usam para produzir

compostos orgânicos a partir de CO2 e H2O e liberando O2 na atmosfera; os seres heterótrofos, por sua vez, consomem os compostos orgânicos produzidos pelos seres autótrofos, para obter energia mediante a oxidação desses compostos utilizando o O2 atmosférico e liberando CO2 ao meio. 1,5 nem todo heterótrofo usa o2 atmosférico... cuidado com as afirmativas... fora isto, um dos pontos que eu esperava que entrasse na resposta era sobre eficiência energética, e papeis ambientais

27. Como a composição da serrapilheira pode afetar a composição microbiana? A serrapilheira é formada por folhas, partes reprodutivas, restos de plantas e resíduos animais que se localizam na superfície do solo (NADKARNI & MATELSON, 1992; SANTOS& VÁLIO, 2002). Diferentes ecossistemas depositam diferentes quantidades de serrapilheira que também podem apresentar diferentes proporções de frações constituintes como: as concentrações de ligninas, taninos, celulose, hemicelulose, nitrogênio e carbono, que alteram-se durante a decomposição da serapilheira e essas mudanças químicas estão associadas à subseqüente colonização e atividade decompositora da microfauna do solo, selecionando, portanto, os indivíduos mais adaptados àquelas condições. 1.5 se livrou pela menção de passagem no final...

28. Discuta a afirmativa: “Em uma mesma área podemos encontrar potenciais de oxirredução muito variáveis, o que afeta o metabolismo do solo”.

No solo, o potencial de oxirredução representa a soma dos vários pares de oxidação e redução ali existentes, sendo, portanto, muito complexo e variável em função de suas propriedades e condições de uso. Em uma mesma área é possível encontrar condições favoráveis à oxidação e também redução. A alteração no potencial pode mudar o metabolismo em anaeróbio ou aeróbico, influenciando no metabolismo do solo. Considerando o potencial de oxirredução, o solo, quando alagado, por exemplo, torna-se um ambiente estratificado verticalmente, de modo que as condições redutoras aumentam com a profundidade no perfil. Na camada mais superficial, têm-se os respiradores aeróbios na zona de oxidação, respiradores de nitrato no topo da zona redutora e abaixo deles, respiradores do sulfato e metanogênicos nas camadas mais profundas, onde o ambiente é mais redutor. 2 pegou um aspecto (profundidade) que não era bem o que eu tinha pensado, mas correto em suas linhas essenciais, já que em muitas condições isto realmente acontece. No entanto, você generaliza um pouco mais do que devia, já que em muitos solos bem drenados (pense no cerrado como um exemplo), isto provavelmente não aconteceria. A ideia era a variação em microsítios, comparando por exemplo micro e macrosporos, em que um micro pode ser redutor, vizinho de um macro oxidante e outro micro redutor, tudo em menos de um cm de distância um do outro

29. Discuta alguns ecossistemas em que o mecanismo de transporte de elétrons seja particularmente importante. Enfatize aspectos que caracterizam estes ambientes em aspectos mais gerais.

Quanto à essa bendita questão, não coloquei o que tinha feito porque realmente estava errado. O Sr. pode responder ela no blog? Tentei responder ela ontem com outras pessoas, mas ainda estamos confusos quanto à resposta. 0, evidentemente. Acho que já levantei bem este ponto na minha resposta a outros, mas a ideia central era pegar um dos primeiros mecanismos reconhecidos para geração de energia, que é o transporte de elétrons através de membranas, e indicar ambientes em que este mecanismo é o mais importante para geração de energia, que são essencialmente ambientes comparáveis com o que se espera que existisse no início da vida, hoje essencialmente nichos, tais como próximos às fontes termais sulfúricas encontradas no fundo do mar.

30. 3- Discuta alguns ecossistemas em que o mecanismo de transporte de elétrons seja particularmente importante. Enfatize aspectos que caracterizam estes ambientes em aspectos mais gerais.

Existem duas formas básicas de reação química dos microrganismos, o catabolismo, que corresponde a reações que liberam energia a partir da quebra de compostos orgânicos complexos em compostos orgânicos simples e o anabolismo que é caracterizado por reações que requerem energia com a construção de moléculas orgânicas complexas a partir de moléculas mais simples. O transporte de elétrons é responsável pela conversão de energia para extrair energia de compostos orgânicos. Os organismos passam elétrons de um composto para outro através de reações de oxidação e redução. Em ambientes com condições diferentes (inundados, oxigenados, dentre outros) proporcionam formas diferentes de adaptação para os microrganismos. Em ambientes com restrição de oxigênio, os compostos são convertidos em energia via anaeróbia, onde não utiliza o O2, e o aceptor final de elétrons é outra molécula inorgânica. Já em ambientes sem restrição do oxigênio, a via encontrada é a aeróbia, sendo o O2 o aceptor final de elétrons. De maneira geral, organismos autótrofos são capazes de assimilar carbono inorgânico como o CO2, enquanto heterotróficos obtém em uma forma inicialmente orgânica nas células. Uma vez dentro das células, o carbono é sintetizado em monômeros (parcelas mais simples), os elementos restantes, N, S, H, O são também assimilados pelas células, sendo o nitrogênio como amônia ou nitrato (fixação de nitrogênio por procariontes); enxofre na forma de sulfato e hidrogênio e oxigênio como água. Já o caminho de produção de energia e transporte de elétrons para heterotróficos pode ser considerado diferente, já que existem diferenças básicas em suas vias metabólicas na respiração aeróbica, anaeróbica e fermentação. No caso da fermentação, os microrganismos não necessitam de um aceptor de elétrons externo, que consegue um equilíbrio na reação de oxidação-redução usando a molécula de substrato orgânico que serve tanto como doador e aceptor de elétrons de diversas vias de fermentação produzir diferentes produtos finais. Assim, os ecossistemas oferecem condições diferenciadas para a adaptação dos microrganismos, onde cada forma particular pode favorecer um determinado tipo de bactéria ou fungo para sua diferenciação na produção de energia. 1 ponto adicional. Pelo jeito ninguém pegou a referência ao capítulo em inglês, o que provavelmente indica uma deficiência na formulação da pergunta. Tudo certo, mas nada sobre a ideia central da pergunta, que era sobre o transporte de elétrons pela membrana. Com esta conclusão sobre a minha parte da medalha, que é o aparente problema na pergunta, vou dar 2 pontos adicionais a todas as notas desta sabatina, mesmo que isto leve alguma nota a passar de 10. Nestes casos, o aluno fica com uma margem para compensar outras sabatinas com resultados piores...

31. Discuta alguns ecossistemas em que o mecanismo de transporte de elétrons seja

particularmente importante. Enfatize aspectos que caracterizam estes ambientes em aspectos

mais gerais.

O transporte de elétrons para os ambientes aeróbios ocorre predominantemente na maioria onde há disponibilidade e oxigênio. Diversos processos bioquímicos catabólicos, tais como a glicólise, o ciclo do ácido cítrico e a beta-oxidação, produzem a coenzima NADH. Esta coenzima contém elétrons que possuem um alto potencial de transferência (correspondente a um potencial de eletrodo muito negativo), ou seja, ao acontecer à oxidação do NADH, é libertada grande quantidade de energia. Todo o processo depende de dois fatores: a energia livre obtida do transporte de elétrons e armazenada na forma de gradiente de íons hidrogênio, e uma enzima transportadora denominada ATPsintase. A oxidação dos mais variados combustíveis metabólicos libera elétrons que são entregues pelas desidrogenases a transportadores específicos, reduzindo-os (de NAD+ e FAD a NADH+ e FADH2). Esses carreadores eletrônicos reduzidos são processados na cadeia de transporte de elétrons e oxidação fosforilativa para a produção de ATP e regeneração de carreadores oxidados, que são ligados a glicólise e ao ciclo de Krebs para captar novos elétrons em um processo cíclico. Os elétrons são transferidos para o oxigênio que leva à formação de ATP na fosforilação oxidativa, terceiro estádio e ultima etapa do catabolismo, onde a maior parte da energia metabólica é liberada. Para isso, 02 e ADP + Pi são necessários para a produção de ATP, H2O e NAD+. Ao calcularmos o rendimento de ATPs da oxidação total de uma molécula de glicose, considerarmos e considerarmos que cada par de elétrons no NADH

rende 3 ATPs, e cada par de elétrons do FADH2 rendo 2 ATPs na fosforilação oxidativa temos 10NADH; 2FADH2; 2ATP2 + GTPs = 38 ATPs – 2 ATPs gastos no inicio da respiração. Nos ambientes onde há insuficiência O2 (Anaeróbios), como em pântanos, várzeas inundadas e nos agregados maiores que 6mm em solos irrigados, os processos bioquímicos são dirigidos por um aceptor final de elétrons é uma substância inorgânica diferente do oxigênio (mas algumas vezes pode ocorrer na presença de O2). Eles podem utilizar como aceptor de elétrons de modo geral, uma molécula orgânica, nitrato – reduzido para nitrito, oxido nitroso, gás nitrogênio, sulfato-reduzido para sulfeto de hidrogênio e carbonato-que reduz para metano. Esses aceptores tem potencial de redução maior que o oxigênio e, por isso, produzem pouca energia em comparação a respiração anaeróbia. Além do aspecto energético, essas reduções resultam em processos como desnitrificação, respiração do nitrato, redução do sulfato e metanogênese. Dessa forma, a quantidade de ATP gerada na respiração anaeróbia varia com o microorganismo e a via, devido a somente uma parte do ciclo de Krebs funcionar sob condições anaeróbicas, e nem todos transportadores participam da cadeia de transporte de elétrons, o rendimento de ATP não é tão alto quanto na respiração aeróbica, já que grande quantidade da energia original da glicose permanece nas ligações dos produtos orgânicos finais. Ao calcularmos o saldo energético para 2 ácido pirúvico, no citosol são formados 4 ATP e mobilizado 2 ATP, o que corresponde a um saldo de 2 ATP. Desta forma, podemos dizer que o saldo energético da fermentação (lática, etílica ou acética), é 19 vezes menos rentável que na respiração. 3 tudo certo, exceto o fato de que não tratou do mecanismo de transporte de elétrons através da membrana como fonte de geração de energia, e sim do transporte de elétrons normal, que é a base de toda e qualquer geração de energia,. Assim, a pergunta ficaria sem sentido algum.

32. Relacione o modelo hiperbólico de Michaelis-Menten com os modelos mais comuns para decomposição de serrapilheira.

A cinética das reações enzimáticas descrita pelo modelo de Michaelis-Menten, descreve a equação da velocidade de uma reação catalisada enzimaticamente (em sua quase totalidade proteínas), com um único substrato, com parâmetros que descrevem o processo de degradação ou consumo de substâncias. Dentre esses parâmetros temos a velocidade Vo, em concentrações de substrato muito baixas, que aumenta com a concentração de substrato até o limite máximo (Vmáx), quando a enzima se torna saturada pelo substrato. Nesse ponto, significa dizer que não é mais proporcional a concentração do substrato e as ordens das reações estão misturadas. Com o posterior aumento na concentração do substrato, a taxa de reação torna-se essencialmente independente da concentração do substrato, aproximando assintóticamente a uma constante (kma, ), ao qual corresponde a taxa de degradação da matéria orgânica. O que implica dizer que, a afinidade da enzima pelo substrato, quanto menor for o (Km) mais rapidamente a taxa de degradação alcançará a sua velocidade máxima e maior será a especificidade da enzima com o substrato. O modelo de Smith & Paul, descrito pela expressão dS/dt=-K(B)/[S], relaciona valores de disponibilidade de substrato em determinado tempo, e a capacidade catalítica da biomassa microbiana (B), adotando parâmetros muito parecido com o modelo de Michaelis-Menten por adotar valores de capacidade catalítica da enzima ou da biomassa microbiana. Nas reações enzimáticas de Olsen, o processo da decomposição de serapilheira é determinado através de uma aproximação do modelo do decaimento radioativo dx/dt=L-kx. Onde, dx/dt, é a variação da quantidade de serrapilheira acumulada, L é a produção da serrapilheira, X é a quantidade de serrapilheira acumulada e K é a taxa de decomposição instantânea da serapilheira. Ele propõe em seu modelo uma constante K chamada de taxa de perda instantânea (k=L/Xss). Essa equação dará o valor de K necessário para que a taxa de variação seja nula. Esse K é um coeficiente que devido a natureza do seu cálculo não leva em consideração o principio probabilístico, implícito ao modelo do decaimento radioativo, segundo o qual o valor de K deve variar num intervalo fechado entre 0 e 1. Desta forma, considerando o intervalo de tempo pequeno o suficiente, Olsen, considera que a variação da quantidade de serrapilheira acumulada seja igual a zero, ou seja, que para aquele intervalo de tempo a floresta se encontra em estado estacionário, decompondo a serrapilheira na mesma velocidade em que é produzida. No entanto, neste modelo não estão envolvidos a capacidade catalítica da enzima ou da biomassa microbiana podendo subestimar ou sobrestimar valores de decomposição da serapilheira em virtude da

sazonalidade de fatores pedoambientais, ao ponto que os modelos de Michaelis-Menten e Smith & Paul, podem detectar tais variações quanto a dinâmica de degradação da serapilheira. 2 ok. Salvo engano esta foi a única que também estava no sistema

33. Discuta consequências do uso de compostos orgânicos tanto como fonte de energia como fontes de carbono para crescimento, em particular comparando os heterotrofos com os autótrofos.

Os organismos vivos, para manterem sua complexa estrutura, reproduzirem-se, adaptam-se, e realizaram trabalho mecânico, químico e osmótico, entre outras funções, que necessitam de energia. Essa energia pode ser proveniente da luz (fotossíntese) ou de nutrientes químicos, sendo esses organismos divididos em autotróficos e heterotróficos, quanto à fonte de carbono para o anabolismo. Considera-se, por sua vez, que o metabolismo de uma célula ou de um organismo é formado essencialmente por dois grupos de rações químicas (anabolismo e catabolismo) as quais são sequências diferentes de reações que produzem e consomem energia através de ligações químicas que são formadas e sofrem cisão, tanto para a síntese de proteínas e ácidos nucléicos como nas mais diversas funções celulares. O anabolismo agrupa as reações químicas cuja função consiste na elaboração de moléculas complexas a partir de elementos simples; o catabolismo, que agrupa um conjunto de reações conducentes à degradação química de moléculas complexas, em produtos mais simples. Desta forma, os seres autótrofos de um modo geral captam a luz solar para formar ATP e NADPH, moléculas que usam para produzir compostos orgânicos a partir de CO2 e H2O, como única fonte de carbono para utilização de seus produtos carbonados secretados para todos os metabólitos orgânicos necessários para o microrganismo (glicose) e liberando O2 na atmosfera (primeiro lugar na cadeia alimentar). A glicose proporciona a energia para as plantas e é usada para fazer a celulose, que é usado para construir paredes celulares. E como consequência, os seres heterótrofos, por sua vez, consomem os compostos orgânicos produzidos pelos seres autótrofos, para obter energia mediante a oxidação desses compostos utilizando o O2 atmosférico para oxidar os materiais energéticos através de reações exergônicas para obter energia para crescimento e manutenção, e liberando CO2 ao meio (segunda na cadeira alimentar). No entanto, necessitam CO2, não como fonte de carbono, mas para produzir compostos orgânicos da glicose, ao qual, serve como fonte de energia. 1,5 confuso, em particular no que tange à comparação que tive bastante dificuldade de identificar para ser honesto. Mais cuidado com os tempos verbais, por exemplo na primeira frase identifiquei pelo menos dois diferentes.

34. Como a composição da serrapilheira pode afetar a composição microbiana. A composição da serapilheira recebe influencia direta da composição vegetal, e é o principal mecanismo de transferência de material orgânico, elementos minerais e metabólitos tóxicos da vegetação para a superfície do solo, constituída principalmente de folhas, caules, raízes, resíduos animais etc. A disponibilidade desse recurso determina a quantidade, velocidade e heterogeneidade da biomassa que pode ser produzida em conjunto (serapilheira e fatores pedoambientais) e poderá determinar uma moradia de ativa e rica comunidade biológica de decompositores a ela associados. A degradação da serapilheira que é um processo contínuo, e pode ter início antes mesmo do material atingir o solo, sofrendo diversos processos como; lixiviação (retirada de material solúvel pela ação da água da chuva); intemperismo (ruptura mecânica dos detritos); e ação biológica (fragmentação gradual e oxidação de detritos pelos organismos vivos). Na ação biológica, sob as mesmas condições pedoambientas, a velocidade de decomposição da serapilheira varia de acordo com a porcentagem de compostos solúveis, proteínas, celulose, hemicelulose, lignina, polifenóis, carbono, nitrogênio, fósforo e enxofre, entre outros componentes como; taninos, quinonas, flavonóides etc. No entanto, o metabolismo das fontes orgânicas e inorgânicas varia, fortemente, com diferentes velocidades de ataque, degradação e alto grau de ordenação, sendo mediada pela capacidade de absorção de nutrientes e substâncias energéticas que, através do potencial de transformação metabólica de cada indivíduo, sustentam o crescimento, diversidade e

a multiplicação celular dos microorganismos decompositores da serapilheira. Devido a essa diversidade e capacidade de metabolizar as estruturas da serapilheira de maior ou menor nível de recalcitrância, há uma sucessão induzida pelo tipo de substrato, ambiente e velocidade do processo. Os decomositores que tem tempo de geração menor, também conhecidos como copiotróficos, utilizam compostos orgânicos como; ácidos orgânicos, açúcares que estão prontamente disponíveis para a decomposição microbiana. Com a evolução do processo de decomposição, torna o metabolismo microbiano mais lento, reduzindo a eficiência da biomassa microbiana em imobilizar C com o aumento das frações recalcitrantes, ocorrendo a sucessão para organismos mais especializados oligotróficos. Essa mudança na população decompositora reflete alterações na qualidade do substrato, taxa de decomposição (o quanto do carbono pode ser utilizado é convertido em novas células), e geralmente reduz com o tempo. No entanto, essa biodivesidade, tem como produtos finais de decomposição; CO2 e H2O (e mais CH4, em anaerobiose) e minerais, produtos intermediários extremamente variáveis, ácidos orgânicos, aldeídos, álcoois, açúcares, mais ou menos complexos, que passam a fazer parte da matéria orgânica como um componente do solo. 2 ok, mas moradia de microorganismos fica no mínimo muito esquisito... além disto o texto está bastante confuso em alguns pontos. Experimente parar um pouco antes de escrever para organizar seu raciocínio

35. Discuta alguns ecossistemas em que o mecanismo de transporte de elétrons seja

particularmente importante. Enfatize aspectos que caracterizam estes ambientes em aspectos

mais gerais. Alguns ambientes como minas, áreas de vulcões e oceanos, geralmente caracterizado pelo baixo pH, elevado acidez e por conter metais e enxofre, desenvolvem microrganismo que são capazes que utilizar enxofre elementar e tiossulfato. Estes ambientes com elevado teor de enxofre que resultam da oxidação natural de espécies minerais portadoras de enxofre (no estado reduzido) quando expostas à ação combinada da água e do oxigênio. O enxofre elementar depositado nesses ambientes é utilizado pelas bactérias que utilizam o Gás sulfídrico como substrato, dentro ou fora da célula. Alguns microrganismos desenvolveram mecanismo que podem utilizar grandes quantidades de compostos inorgânicos como, enxofre e ferro reduzido para gerar ATP. Nesses microrganismos os elétrons fluem em direção a um aceptor de elétrons terminal o oxigênio, via cadeia de transporte de elétrons enquanto que outros elétrons fluem no sentido inverso a biossíntese da cadeia de transporte de elétrons (contra o gradiente de potencial de redução), por conseguinte, para seu crescimento e reprodução estas bactérias devem oxidar grandes quantidades de enxofre ou outros compostos contendo ferro para manter o saldo energético necessário aos processos metabólicos. Reação quimissintética das sulfobactérias: H2S + 3/2O2 → H2O + S + Energia 6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 (Glicose - Compostos Orgânicos) + 6 O2 Reação quimissintética das Ferrobactérias: Fe3+ + 3/2O2 → Fe(OH)3 + 3H + Energia ou Fe3+ + 1/2O2 + H2SO4 → + Fe3+ + H2O + SO4

-2 + Energia 6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 (Glicose - Compostos Orgânicos) + 6 O2

Alguns microrganismos que estão presente no solo e importantes biofixadores de nitrogênio, geralmente encontrados livremente no solo ou associadas às plantas, desenvolveram a capacidade de formar nódulos radiculares. Esses microrganismos são aeróbios e utilizam como fonte de carbono o CO2, e como doadores de elétrons compostos inorgânicos. Dentre esses microrganismo estão as Nitrosomonas que oxida NH4 a NO2 e a Nitrobacter que oxida NO2 em NO3. Esse processo inicia-se com a assimilação no nitrogênio atmosférico (N2), transformando-o em amônia (NH3), reagente oxidado pela Nitrossomona, resultando em nitrito (NO2

-) e energia para a produção de substâncias orgânicas sustentáveis a esse gênero de bactérias. O nitrito, liberado no solo e absorvido pela Nitrobacter, também passa por oxidação, gerando energia

química destinada à produção de substâncias orgânicas a esse gênero e nitrato (NO3-),

aproveitado pelas plantas na elaboração dos aminoácidos, como descrito a seguir. Reação quimiossintética nas Nitrossomonas: NH3 (amônia) + O2 → NO2

- (nitrito) + Energia 6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 (Glicose - Compostos Orgânicos) + 6 O2 Reação quimiossintética nas Nitrobacter: NO2- (nitrito) + O2 → NO3- (nitrato) + Energia 6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 + 6 O2 Estas bactérias têm efeito marcante na fertilidade do solo quando os íons NH4 se ligam a partículas de argila do solo carregadas negativamente, enquanto que os com carga negativa NO2 e NO3 não se ligam a argila e são lixiviadas do solo pela água da chuva ou irrigação. A formação de metano não ocorre em ambientes onde o oxigênio, o nitrato ou o sulfato encontram-se prontamente disponíveis como aceptores de elétrons. A produção de metano ocorre em diferentes ambientes naturais tais como pântanos, solo, sedimentos de rios, lagos e mares, assim como nos órgãos digestivos de animais ruminantes. Esses microrganismos adaptados a condições de déficit de oxigênio, são capazes de converter o CO2 em CH4 (metano), utilizando elétrons a partir de hidrogênio molecular, para reduzir o CO2 em CH4 numa via respiração anaeróbica especializada. Nesse processo, a conversão de CO2 em CH4, utilizando à H2O como um doador de elétrons é uma reação exergônica que utiliza vários co-fatores exclusivos para este sistema. Para cada molécula de CO2 convertido em CH4 uma molécula de ATP e NADPH são gerados. Este NADPH é utilizado para incorporação de CO2 para as macromoléculas na célula, e aproximadamente 90-95 % de CO2 utilizada pelos metanogênicos é convertido para o CH4, como descrita na reação a seguir. Reação quimiossintética das bactérias metanogênicas: 4H2 + CO2 → CH4 + H2O + Energia 6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 (Glicose - Compostos Orgânicos) + 6 O2 Os diversos mecanismos utilizados como aceptor de elétrons pelo microrganismos, fica evidente a interdependência existente entre os fatores bióticos (a diversidade dos organismos) e os fatores abióticos (aspectos físicos e químicos do meio ambiente), permitindo assim, a ciclagem de nutrientes como forma de manter o equilíbrio. 1 ponto adicional pela boa tentativa, mas de modo geral os sistemas que menciona não são realmente de transporte de cargas pela membrana, inclusive pela necessidade específica de enzimas...

36. Que via metabólica é dominante na microbiota do solo, e porque isto acontece, de um ponto de vista evolutivo?

A via metabólica dominante é oxidativa, uma vez que a respiração é mais eficiente em termos energéticos que o processo de fermentação. Tal via tende a ter sido desenvolvida em virtude da mudança no ecossistema onde na atmosfera pretérita não havia oxigênio, o que forçava a via anaeróbica. Porém, como a respiração anaeróbica libera gás carbônico, foram ocorrendo alterações com os organismos da época, e alguns desenvolveram a habilidade para usar gás carbônico e energia da luz, produzindo a fotossíntese (autótrofos fermentadores). Com isso, os organismos começaram a produzir o oxigênio. O metabolismo aeróbico é um processo vantajoso, uma vez que utiliza de maneira mais eficiente a energia química existente nos compostos orgânicos. Uma molécula de glicose degradada pela via aeróbica permite gerar 36 ATP, com rendimento energético de 42%, enquanto que pela via aeróbica permite gerar 2 moléculas de ATP. O metabolismo aeróbico é realizado por organismos heterotróficos, responsáveis pela ciclagem de nutrientes e energia. 2 – a primeira frase matou em cheio

37. Discuta alguns dos papeis ecológicos de microorganismos autotróficos.

Os microrganismos fazem parte do solo de maneira indissociável, sendo responsáveis por inúmeras reações bioquímicas relacionadas não só com a transformação da matéria orgânica, mas também com o intemperismo das rochas. Assim, os microrganismos do solo desempenham papel fundamental na gênese do solo e ainda atuam como reguladores de nutrientes, pela decomposição da matéria orgânica e ciclagem dos elementos, atuando, portanto, como fonte e dreno de nutrientes para o crescimento das plantas. Os microrganismos do solo, também chamados coletivamente de microbiota, são representados por cinco grandes grupos: bactérias, actinomicetos, fungos, algas e protozoários. Apesar de constituírem somente 1 a 4 % do carbono total e ocuparem menos de 5 % do espaço poroso do solo, a diversidade e a quantidade dos microrganismos é bastante elevada. Entretanto, como o solo é normalmente um ambiente estressante, limitado por nutrientes, somente 15% a 30% das bactérias e 10% dos fungos encontram-se em estado ativo. Os componentes microbianos vivos do solo são também denominados de biomassa microbiana e as bactérias e fungos respondem por cerca de 90% da atividade microbiana do solo. De uma maneira geral, os microrganismos estão envolvidos em vários processos de grande interesse agronômico, particularmente no que se refere à agricultura orgânica e à rotação de culturas. Dentre os processos podem ser destacados: decomposição e ressíntese da matéria orgânica, ciclagem de nutrientes, as transformações bioquímicas específicas (nitrificação, desnitrificação, oxidação e redução do enxofre), fixação biológica do nitrogênio, a ação antagônica aos patógenos, produção de substâncias promotoras ou inibidoras de crescimento, entre outros. 0 aparentemente você não leu a última palavra da pergunta, já que foi sobre autotróficos, e você praticamente não falou neles....

38. Discuta alguns ecossistemas em que o mecanismo de transporte de elétrons seja particularmente importante. Enfatize aspectos que caracterizam estes ambientes em aspectos mais gerais. 4 pontos

Utiliza-se o termo metabolismo para referir à soma de todas as reações químicas dentro de um organismo vivo. Como as reações químicas tanto liberam quanto requerem energia, o metabolismo pode ser visto como um ato de balanceamento de energia. Consequentemente, o metabolismo pode ser dividido em duas classes de reações químicas: aquelas que liberam energia e aquelas que requerem energia. Nas células vivas, as reações químicas reguladas por enzimas que liberam energia geralmente são aquelas envolvidas no catabolismo (reação catabólica ou degradativa - quebra de compostos orgânicos complexos em compostos mais simples). As reações catabólicas em geral, são reações hidrolíticas (reações que utilizam água e nas quais as ligações químicas são quebradas) e são exergônicas (produzem mais energia do que consomem). Ex.: quebra do açúcar em dióxido de carbono e água – reação catabólica. As reações reguladas por enzimas que requerem energia estão envolvidas principalmente no anabolismo (reação anabólica ou biossintética - construção de moléculas orgânicas complexas a partir de moléculas mais simples). Os processos anabólicos muitas vezes envolvem reações de síntese por desidratação (reações que liberam água) e são endergônicos (consomem mais energia do que produzem). Ex.:formação de proteínas a partir de aminoácidos ou a formação de polissacarídeos a partir de açúcares simples – reação anabólica. As reações catabólicas fornecem os blocos construtivos para as reações anabólicas e a energia necessária para dirigi-las. Esse acoplamento de reações que requerem energia e liberam energia é possível pela molécula de trifosfato de adenosina (ATP). O ATP armazena a energia derivada das reações catabólicas e a libera posteriormente para dirigir as reações anabólicas ou realizar outros trabalhos celulares. As reações anabólicas são acopladas à quebra do ATP, e as reações catabólicas são acopladas à síntese do ATP. A composição química de uma célula viva está mudando constantemente, enquanto algumas moléculas são quebradas, outras são sintetizadas. Esse fluxo balanceado de compostos químicos e de energia mantém a vida de uma célula.Somente parte da energia liberada no catabolismo está disponível para as funções celulares, pois parte da energia é perdida no ambiente como calor. Antes de se discutir como as células produzem energia, deve-se considerar as principais propriedades de um grupo de proteínas envolvidas em quase todas as reações biologicamente importantes: as enzimas. As

vias metabólicas da célula (sequências de reações químicas) são determinadas por suas enzimas, que por sua vez são determinadas pela constituição genética da célula. 1 – mesmo problema de interpretação da questão que observei para todos. A resposta está muito geral, e neste caso em particular nem tentou ligar com nada de ambiente/ecossistema apesar da pergunta ser diretamente sobre ecossistemas.

39. Discuta algumas das prováveis conseqüências de um eventual aumento no metabolismo anaeróbico de solos sobre o meio ambiente global

0 em branco, mas a ideia era o efeito na liberação de metano como ponto final da fermentação, e o maior efeito do metano como gás estufa, em comparação com o gás carbônico

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